Авторизация
Зарегистрироваться

Зарядное устройство для Li-Pol аккумуляторов на LTC4054, улучшенная версия.


Понадобилось мне сделать простенькую зарядку для маленьких литиевых аккумуляторов- типа 14500 и 10440. В запасе были очень хорошие и проверенные ME4057, но мне они показались избыточными- и потому я заказал на Алиэкспрессе клопов LTC4054, благо дешевые, в корпусе SOT-23-5.

Микросхема мне в целом понравилась. Функции свои полностью выполняет, документация по ней доступна: ссылка
Однако, микросхеме присущ ряд недостатков.

Первый: отсутствие нормальной индикации. Микросхема предназначена для работы совместно с микроконтроллером, где-нибудь в мобильнике, потому у нее только одна нога, имеющая три состояния:
1. Жесткая привязка к земле. Идет заряд аккумулятора.
2. Нежесткая привязка к земле. Микросхема готова к работе.
3. Вывод ни к чему не привязан. Недостаточное напряжение питания, или исчо какая неприятность.

У моих экземпляров нога работала так: жесткая привязка- идет заряд, нежесткая привязка- батарейка отсутствует, вывод ни к чему не привязан- зарядка кончилась.
Я повесил туда красный светодиод через резистор, по окончанию зарядки он гаснет.

Сразу обнаружился очередной косяк: если аккумулятор не был оборудован защитой на DW01- светодиод светился одинаково ярко вне зависимости от того, шел ли заряд аккумулятора или аккумулятор отсутствовал. Пробовал шунтировать выход микросхемы емкостью (как на me4057)- светодиод начинал мигать. Проанализировал схему защиты: DW01 подключается к положительному выводу питания через резистор 100 Ом, зашунтирована емкостью 0.1 Мкф. Добавил аналогичную цепочку на выход LTC4054- светодиод стал вести себя как полагается. :) Выходит, микросхема изначально предназначена для работы с защищенными аккумуляторами, но нигде в даташите этого не сказано!

Я применил держатель батареи Blossom (тоже с Алиэкспресса) с хорошими плоскими пружинными контактами- и тут вылез еще один косяк- очень легко вставить аккумулятор неправильно. Микросхема LTC4054 защитой от переполюсовки аккумулятора, к сожалению, не оборудована. :( Я проверил «что будет, если переполюсовать»- ожидаемо пошел белый дым. Посему- пришлось потратить вечер на сочинение простенькой схемки защиты от переполюсовки на двух мосфетах (AO3400 и AO3401, тоже купленных на Алиэкспресс). Кроме того, я добавил зеленый светодиод для удобства, по принципу «красный погас- зеленый загорелся».

Окончательную схему устройства прилагаю:


Испытания показали, что защита работает безукоризненно. Однако, она внесла свои коррективы, и у меня случайно и весьма удачно получилась вот такая индикация:
1. Горит красный светодиод- идет зарядка.
2. Горит зеленый светодиод- зарядка окончена.
3. Горят оба светодиода вполнакала- батарея отсутствует.
4. Горит зеленый светодиод, красный слабо светится- батарея переполюсована.
Микросхема чувствительна к происходящему на выводе «Bat», потому на работу индикации влияют номиналы R5, R6, R7, можете с ними поиграться.

Номиналы токоограничивающих резисторов я не указал сознательно- подберите их под ваши светодиоды (у меня зеленый обычный- 750 Ом, красный сверхяркий- 1.2 КОм).
Rпрог. зависит от зарядного тока, его выбирают по формуле: R=1000/Ichrg, где Ichrg- ток заряда аккумулятора.
Гасящий резистор Rдоп. в даташите указан как «опция», но поставить его весьма желательно- при большом токе заряда микросхема может перегреться и уйти в защиту по теплу, а так- он погасит излишек напряжения и рассеит избыток тепла. Чем больше его номинал и мощность- тем лучше, но выбирать его следует по таблице «Charge Current vs RCC» на странице 12 документации.
Отвод тепла от микросхемы осуществляется через ее выводы, в основном «земляной», посему- при изготовлении платы лучше понаделать больших полигонов, которые сыграют роль теплоотвода.

У меня получилась вот такая маленькая симпатичная платочка, разместившаяся снизу батарейкодержателя:
Планирую купить +31 Добавить в избранное +110 +177
свернуть развернуть
Комментарии (72)
RSS
+
avatar
  • ksiman
  • 19 апреля 2020, 09:26
+3
Зарядка получилась немного усложнённая. Можно было сделать проще например на базе HT3582
+
avatar
  • tirarex
  • 19 апреля 2020, 11:44
0
Tp5100 тоже неплохо смотрится
+
avatar
  • loole
  • 19 апреля 2020, 13:17
+12
В запасе были очень хорошие и проверенные ME4057
Со всеми защитами и индикацией, но… нет, не судьба.
+
avatar
  • shaman
  • 20 апреля 2020, 02:44
+5
Автор не ищет лёгких путей. Самоизоляция, так её разтак...;)
+
avatar
  • Hector
  • 19 апреля 2020, 09:34
+1
Защиту от переполюсовки акума можно сделать на 1 мосфете. Зачем было так усложнять схему?
Затвор VT3 посадить на землю. VT2, VD1, R6, R7 убрать за ненадобностью.
+
avatar
  • _mic
  • 19 апреля 2020, 11:33
+5
Ваш вариант хорош для обычных схем… не для зарядного устройства.
Обратите внимание, что тут есть Два источника напряжения… ЗУ и батарея.
+
avatar
  • Hector
  • 19 апреля 2020, 12:20
-15
+
avatar
  • _mic
  • 19 апреля 2020, 13:22
+7
Напряжение с одной стороны (выход- 3 нога 4054) будет пытаться удержать VT3 в открытом состоянии
Напряжение/ток с батареи (неправильной полярности) пройдет через открытый VT3 и вступит в «перетягивание» уменьшая выходное напряжение ЗУ и соответственно Vgs VT3 до тех пор пока он не выйдет из насыщения в активный режим…
Кто не выдержит первым вы можете проверить.
+
avatar
0
не, ну если акум цеплять на неподключенном к ЗУ питании — то да. но по-моему типично зарядное стоит включенное, и в него втыкают акум. соответственно после втыкания первого — на выходе появится и останется плюс, и если второй впереть неправильно — то защита не сработает. или я не прав?
+
avatar
  • a3r3
  • 21 апреля 2020, 00:12
0
Да, есть такой нюанс. И разряженный в хлам аккумулятор тоже не получится зарядить. Но с более интеллектуальным контроллером заряда такая защита имеет право на жизнь.
+
avatar
  • madera
  • 19 апреля 2020, 09:35
+19
Прошу прощения за глупый вопрос. А платки на TP4056 с Али для этих целей не подходят?
+
avatar
  • dmi-try
  • 19 апреля 2020, 10:53
+6
Нашел еще лучше вариант — https://aliexpress.ru/item/item/33035938045.html
Может все про это знают и без меня, тогда извините.
+
avatar
  • Wiking
  • 19 апреля 2020, 11:45
0
Я так понимаю там можно меня ток зарядки?
+
avatar
  • dmi-try
  • 19 апреля 2020, 12:35
0
Не знаю. Мне нужно было 5В получить с защитой в роботе, а зарядка оказалась приятным бонусом. 2А как для моей 18650 вроде нормально и даже не интересовался током зарядки. Пишут, что микросхема — копия IP5306.
+
avatar
  • usb350
  • 19 апреля 2020, 10:54
+7
Вот тоже не понимаю такой диайвай. Неужели время не жаль?


4056 копейки стоит, 3 бакса 10 штук, ещё столько же набор аж из 2000 SMD резисторов, на любой ток подобрать можно. Резистор на 1.2к определяет ток заряда, 1А.
По личному опыту 6к2 — 205 мА (для 400 мАч аккумулятора).

Диайвай хорош когда клон усилителя за много денег делаешь :) А простые незамысловатые вещи, стоящие копейки, проще купить.
+
avatar
  • vigera
  • 19 апреля 2020, 11:11
+41
не понимаю такой диайвай. Неужели время не жаль?
Сотни миллионов людей на планете (если не миллиарды) не жалеют собственное время ещё намного безжалостнее, спиваясь, наркотизируясь или депрессируя без каких-либо веских причин для того и деградируя вместо развития.

В сравнение со всем этим подобный диавай является просто великолепной жизнеутверждающей практикой! :)
Главное чтобы практикующему его нравилось.
+
avatar
  • usb350
  • 19 апреля 2020, 11:21
+14
По сравнению с деградацией даже ничегонеделание — великолепная жизнеутверждающая практика ;)

Я говорю о том, что имея навыки изготовления неплохих ПП странно тратить время и ресурсы на простую и банальную фигню, фирмОвый вариант которой стоит копейки и доступен любому, у кого рядом есть почтовое отделение.
+
avatar
  • vigera
  • 19 апреля 2020, 12:00
+15
… имея навыки изготовления неплохих ПП странно тратить время и ресурсы на простую и банальную фигню...
Люди разные бывают, кому-то странно, кому-то привычно…

Мне вот вообще ещё с 80-х легче и предпочтительнее всего нужное даже достаточно сложное на макетнице проводом ПЭВТЛК спаять, а 66-летний приятель, к примеру, любит развести и вытравить плату даже для одного транзистора с двумя резисторами.
Черпает удовольствие в самом процессе её изготовления, понимаете-ли. А почему-бы и нет, если желание есть и степень загруженности всем остальным позволяет?
+
avatar
  • ber3
  • 24 апреля 2020, 11:39
0
проводом ПЭВТЛК
вот оно! долго вспоминал! а у кидайцев есть такие? или в России, но с доставкой?
+
avatar
+2
не жалеют собственное время
Время на самоизоляции не считается:)
+
avatar
+5
и не жалеют собственное время
Время проведённое с удовольствием, потерянным не считается!
+
avatar
  • Alex_74
  • 20 апреля 2020, 07:05
+1
Правильно. Лучше пойти денег заработать и жене их отдать. У женатого мужчины не должно быть хобби. Он же взрослый человек. Все условия на любимую женщину и на семью.
+
avatar
0
Ну это слишком упрощает задачу. Зачем?
+
avatar
+1
Тоже делал дэвайс на 4054. (ток заряда 150ма всего), но оказалось что она капризная. 2 штуки люди спалили, хотя непонятно как, найти сами не смогли локально. Поэтому вернулся на 4056 — получилось чуть ль не компактней, т.к. она почти не греется на таких токах и всё уже есть внутри.
+
avatar
  • sav13
  • 19 апреля 2020, 09:55
+5
Присоединяюсь к предыдущему вопросу? Чем 4056 не устраивает? Они как оригиналы, так и клоны стоят копейки
При учете отсутствия лишних мосфетов плата компактнее получается. особенно если двухцветный светик поставить

Вот если бы предложили бы готовое решение на несколько аккумуляторов, да сразу с балансировкой!
+
avatar
0
так при раздельной зарядке балансировка как-бы и не нужна.
+
avatar
  • sav13
  • 19 апреля 2020, 10:45
+2
Ну да. Заряжать шуруповерт 4-мя блоками питания одновременно или по очереди!
+
avatar
+1
чот я не наблюдаю в обзоре насчет шуруповерта. задача была — зарядка мелких банок, она решена вполне успешно. несколько таких зарядок успешно заряжают несколько банок без необходимости балансировки. если стоит другая задача — требуется соответственно другое решение, и вообще говоря наверно проще всего купить какой-нить аймакс, потому что самопал будет не думаю что прям на порядок дешевле
+
avatar
  • sav13
  • 19 апреля 2020, 17:28
0
Но спросить то можно было )))
Весь этот колхоз с СС/CV + балансировка + защита — давно освоен
Причем CC/CV как на понижение, так и на повышение
Хотелось бы более изящное встраиваемое решение. Чтобы заказать готовых печаток и клепать себе
+
avatar
+1
тогда нужно было корректно описывать задачу — не «для нескольких аккумуляторов», а «для батареи аккумуляторов». потому что под несколькими как правило понимают независимые раздельные банки.
+
avatar
  • Harwest
  • 19 апреля 2020, 11:26
0
Чем 4056 не устраивает?
Например 4056 слишком велика и неудобна.
А сабж прекрасно годится для сборки 'обходных схем' зарядки в девайсах, если по какой-то причине они вышли из строя.
Например перетяжка бокового болта на 3G-3GS приводила к обрыву DP-DM дорожек на внутренних слоях PCB и процессор не включал заряд.
LTC4054 в режиме 500-600мА выручает. Индикатор заряда SMD диод на паре тонких проводов выносится к решетке динамика.
+
avatar
  • sav13
  • 19 апреля 2020, 17:32
+1
Ну да, везде свои задачи. Просто в обзоре 4054 + куча транзисторов явно займет на плате больше места
+
avatar
  • loole
  • 19 апреля 2020, 12:04
+1
Вот если бы предложили бы готовое решение на несколько аккумуляторов, да сразу с балансировкой!

— вот если бы кто-то изобрел устройство позволяющее разговаривать на расстоянии… (Тони Сопрано)
Любая хоббийная зарядка исполнит Ваше желание…
+
avatar
  • VLOD
  • 01 мая 2020, 23:29
0
А если надо заряжать батарею АКБ от солнечной панели?
+
avatar
0
Гляньте личку пожалуйста.
+
avatar
  • CuMr
  • 19 апреля 2020, 12:45
0
такое есть, защиты прикрутить самостоятельно несложно, т.к. каналы гальванически развязаны.
+
avatar
  • m13ale
  • 19 апреля 2020, 10:02
+7
А чем не устроила классика — https://aliexpress.ru/item/item/32986135934.html,searchweb201602_,searchweb201603_
+
avatar
-4
в данном случае защита лишняя, но не факт что платы без неё будут дешевле…
+
avatar
  • madera
  • 19 апреля 2020, 11:45
+2
Эти платки продаются с защитой и без.
Без защиты дешевле.
Встречается выбор с разъемом мини, микро и с.
Вот, например https://aliexpress.ru/item/item/32670803042.html
+
avatar
+1
ну если без защиты всё еще дешевле — то не вопрос.
+
avatar
  • kirich
  • 19 апреля 2020, 10:38
+3
Тоже делал подобное зарядное, товарищ принес в ремонт какой-то хлам, в итоге вылилось в переделку.
+
avatar
  • Angrim
  • 19 апреля 2020, 10:41
0
Использовал tp4054 давно, штука прикольная и работает. При резисторе на входе держит честные 600 mAh зарядного тока. Я правда вместо резистора диод шоттки ставил. Купил когда-то ленту штучек на 30-50, потом открыл для себя 4056 готовые. В виде платок. То ли не видел их раньше, то ли не было их раньше. 4054 теперь валяются уже лет 5 и используются очень редко, когда надо что-то супер компактное
+
avatar
  • DMS-DMS
  • 19 апреля 2020, 12:54
0
Существуют платки на подобие тр4056 только с возможностью еще и никель заряжать?
+
avatar
0
Только для никеля тыц. Недёшево, логика индикации хромает, но реально работает. Напряжение лучше не превышать — я лишился одной платы.
+
avatar
  • fokcuk
  • 19 апреля 2020, 13:13
+1
Не подскажет кто, где можно приблуду взять, для универсальной зарядки 3.7 литий батарей, как раньше съёмные в телефонах были, ну и сейчас в фото камерах? У каждого своё расстояние между клемами
+
avatar
  • Wiking
  • 19 апреля 2020, 22:17
+2
+
avatar
  • u3712
  • 19 апреля 2020, 14:12
+4
Силовые нагревающиеся резисторы без сопутствующих полигонов и рядом с светодиодами, на микросхему приложены огромные полигоны, которые в-принципе не способны отвести хоть что-то. Странная у вас трассировка.

По subj (IMHO)
Если нужна «зарядка», то проще-дешевле-конструктивнее взять power bank 1s, в нем уже всё есть — и корпус и контактное устройство и контроллер заряда с индикацией.
Если, же, нужно встраивать зарядку в DIY, то… ну да, так можно, но… обычно нужно что-то больше «банальной зарядки» и собственная схема оправдывается. А для этой самой «банальной зарядки» проще купить готовый модуль на 4056 &etc. На нем, хоть, разъем USB будет держаться, а не вылетит от первого же нажима.
Переводил тестер на литий, встроил готовым модуль. Тратить время на изготовление платы избыточно.
Есть хорошее правило — разработчик должен быть в-меру ленив.
+
avatar
  • Abyr127
  • 19 апреля 2020, 17:57
0
Замечание по поводу резюков в целом верное, но, обратите внимание- у меня зарядный ток всего 200 мА. При таком токе даже для микросхемы полигоны не особо нужны. Три резюка 1206 параллельно совершенно не греются. Рисунок платы у меня остался «на будущее»- мало ли куда исчо пригодится… а там уже и на резюки полигонов добавлю, если потребуется.
+
avatar
  • Abyr127
  • 19 апреля 2020, 17:53
+9
Ох и нафлудили…
Отвечаю:
1. TP4056 не «лучше»- поскольку тоже защиты от переполюсовки не имеет. ME4057 имеет, по ногам полностью совместима с ТР4056, кстати. Просто она большая и с термал-падом, для 18650 я применял именно её. А для мелких батареек захотел чего поменьше.
2. «Зачем»- мне просто было скучно на самоизоляции и хотелось поиграть. А поскольку эту микросхему население покупает- поделился опытом как бороться с её характерными недостатками.
3. Я терпеть ненавижу «готовые» платы, модули, и тому подобное. Я хотел зарядку, которая удобно располагается на пузике батарейкодержателя, которую можно положить в карман и поехать с ней в лес. Я ее сделал. Колхоз типа «возле квадратного модуля на проводах болтается батарейкодержатель» мне был не нужен. По цене мне эта штучка обошлась примерно в сто рублей, бонусом- море удовольствия. :)
+
avatar
  • bazis13
  • 19 апреля 2020, 19:57
0
Подскажите, как проще сделать зарядку для 10s батареи. Китайским дешевым BMS доверия нет — ток балансировки слишком маленький для моей батареи на 18Ач.
10 отдельных зарядок слишком сложно

А хорошая программируемая BMS — довольно дорогая.
+
avatar
  • rx3apf
  • 19 апреля 2020, 20:14
0
А почему не сделать умощненный балансир самостоятельно? Ток балансировки задается балластными резисторами и характеристиками силовых транзисторов, ими управляющих.
+
avatar
  • kirich
  • 19 апреля 2020, 20:57
0
Ток балансировки задается балластными резисторами и характеристиками силовых транзисторов, ими управляющих.
На самом деле решается еще проще.
+
avatar
  • rx3apf
  • 19 апреля 2020, 21:04
+2
Не думаю, что по ссылке проще, чем HY2212, транзистор и два резистора с конденсатором, не требующее никакой настройки. Но, что еще важнее — специализированный балансир в неактивном состоянии не будет жрать.

upd: HY2213. 2212 — это для LiFePO4
+
avatar
  • kirich
  • 19 апреля 2020, 21:22
0
Но, что еще важнее — специализированный балансир в неактивном состоянии не будет жрать.
Если он отдельный, только для балансировки, то не критично, а так да, правильный лучше.
+
avatar
  • bazis13
  • 19 апреля 2020, 21:21
0
была идея поставить резисторы побольше, но для транзисторов уже надо плату рисовать.
Решение нужно настолько простое, чтобы оно было легче, чем 2 раза воткнуть зарядку isdt q6 в батарею, когда требуется её отбалансировать.
Не думаю, что такая зарядка существует )
+
avatar
+1
прикрутить активный балансир
+
avatar
  • bazis13
  • 19 апреля 2020, 22:54
+1
после просмотра видюшки, где оно сгорело, перехотел… Еще на точность балансировки некоторые жаловались.
Да и $17 жалко.
За 37 уже продают Smart BMS с блютусом и кучей настроек. С удовольствием бы заряжал ячейки до 4.1v.
+
avatar
+1
ну тогда или думать, переделывать китайскую BMS, увеличивать ей токи баланса.
то есть менять резисторы балансира, возможно делать выносной блок; возможно менять транзисторы, которые включают резисторы.
или, действительно, просто купить smart bms
+
avatar
0
dominikanez.livejournal.com/2318.html
Только я бы поставил tp5100 модули, там потерь меньше на нагрев и ток можно сделать побольше.
+
avatar
  • VAlm
  • 20 апреля 2020, 05:33
0
А может такой вариант? Я видел и для Лития и для lipo4 платки...
+
avatar
  • rx3apf
  • 20 апреля 2020, 14:55
0
«ток балансировки слишком маленький для моей батареи на 18Ач. „

В таком балансире будет 70 mA. И в самом деле, для батареи в 18 Ah совсем мало. Уменьшить номинал резисторов можно, но надо еще смотреть, вытянут ли транзисторы.
+
avatar
+1
Транзисторы легко вытянут. А вот резисторы охлаждать некуда.
+
avatar
  • rx3apf
  • 20 апреля 2020, 22:41
0
Там я не пойму по фотографии, какие стоят. Даже и в SOT23 да, бывают очень даже мощные. Но вот под 70 mA могли ведь и копеечный BSS138 влепить или что-то типа того. Раза в два ток можно бы поднять (полватта это еще терпимо), но дальше уж никак, надо что-то более основательное. А под 18 Ah, надо, наверное, не вдвое, а на порядок увеличивать?

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.